Aufgewachsen in Bremen, studierte sie Kunstgeschichte, Philosophie und Soziologie in Heidelberg, München und Berlin. Sie promovierte bei Heinrich Klotz in Marburg a.d. Lahn.

Ihre Lehrtätigkeit führte sie über die Hochschule (jetzt Univertsität) der Künste in Berlin, an die Gesamthochschule Kassel, die Universität Oldenburg, schließlich, von 1991 bis 2001 als Ordinaria für Kunstgeschichte und erste Professorin an die Technische Universität Graz, Österreich. 2001 folgte sie dem Ruf an die Technische Universität in Braunschweig.

Karin Wilhelm ist verheiratet und hat einen Sohn. Sie lebt in Berlin und Jugenheim an der Bergstraße.

Forschungsschwerpunkte: Architektur u. Urbaniserungsprozesse 20. Jahrhundert (Architektur d. Moderne, Bauhaus, Utopien etc.;Raumstrukturen u. Mentalitätsprägungen im Internationalisierungsdiskurs nach 1945; Ideengeschichte stadträumlicher Friedensmodelle).